钢结构厂家设计中存在的问题以及设计简单步骤
(一)、钢结构概述及其在建筑结构设计中存在的问题
1、钢结构设计质量不高。钢结构设计的任务相对繁重,而且相关项目的设计费用较高,在一定程度上增加了钢结构加工的难度,所以很多设计人员都不愿意接这类工作。此外,有些设计单位缺乏钢结构设计的实践经验,往往将钢结构设计进行分包,一旦分包单位设计资质欠缺,就会给钢结构的设计带来anquan隐患。
另外,当前的设计市场没有相关法律的约束,也没有相应的监督,导致严重的后果,如工程事故的发生。
2、参与建设人员的素质相对不高。钢结构设计工作本身就是一项任务繁重的工作,而当前建筑钢结构设计行业又普遍存在设计人员素质缺乏的现象,这加突出了钢结构设计的问题。
除了设计人员的素质缺乏之外,施工单位往往也存在施工人员和高层管理人员缺乏素质和职业素养的现象。不论是什么工作,工作人员都是工作质量的关键所在,而钢结构设计工作是如此。所以,建筑企业认识到这一问题的重要性,积极提高当前钢结构设计人员和施工人员以及高层管理人员的素质和职业素养。
3、钢结构设计方案缺乏。承接单位和设计单位的分包,在很大程度上降低了设计的,甚至有些设计方案不能满足原设计的要求,例如柱脚设计的错误。埋入式、外包式、外露式是柱脚设计的主要类型,外露式主要在民宅中应用,底板的弹性和塑性变形决定了柱脚的刚度,所以底板出现变形就会造成钢结构的变形,设计人员如果不充分考虑这些问题,不进行内力分析,预留位移角限度值,一旦出现地震灾害时,就很容易破坏柱脚节点,损坏建筑物。
(二)、钢结构设计简单步骤和设计思路
(一)判断结构是否适合用钢结构
钢结构设计通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构制作自身的特点相一致的。
(二)钢结构设计选型与结构布置
此处仅简单介绍。详请参考相关书籍。由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期、地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。(无论结构软件如何强大,扎实的结构概念和力学分析,及可靠的手算能力,才是过硬的素质。)
钢结构设计通常有框架、平面(木行)架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。
结构选型时,应考虑它们不同的特点。
在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度内需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src柱,核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震不利。(把受力单元尽可能的向结构杨公祭布置,是充分利用材料性能的关键,就像中空的竹子一样,所以外强内弱很重要。)结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。
一般的说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以较直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承受1/4的总水平力。
钢结构设计的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁,但是这会使主梁截面加大,减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消,此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。
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